Det er når noko sviktar, ein får sansen for andre løysingar. No ryggar eg med høyrselen. Dess nærare veggen dess oftare og høgare pip det. Like før eg møter veggen, gjallar det heile tida. Sånn kan det gå når ryggekameraet tar kvelden.

Naboane undrar seg nok her eg svingar rundt med bilen på parkeringsplassen. Med målband finn eg ut kva systemet evnar. Er eg lenger unna ei hindring enn to meter, er det kjærkome lydlaust i bilen. Ved tjuefem centimeters avstand er lyden som skal varsla meg om fare på ferde, kontinuerleg. Det er faktisk så finurleg laga at lyden kjem ut av høgtalaren nærast hindringa. Eg ser bak bilen. På kvar side av støytfangaren er det to rundingar med ein diameter på litt over ein centimeter. Det er nok sensorane.

Eg prøver å huie. Ikkje noko ekko. Eg ser fjellveggen bak meg og går vekk frå han, og høyrer mitt eige ekko når eg er sytten meter unna. Lydbølgjene breier seg i luft som langsgåande trykkbølgjer med ein fart på 340 meter i sekundet. For at eg skal høyra mitt eige ekko, må altså lydbølgja koma attende til øyra meir enn 0,1 sekund etter ho vart send.

Eg tippar at bilen brukar same prinsipp, men høgare lydfrekvens, sidan eg ikkje høyrer noko. Dess høgare frekvens dess meir energi kan ein senda ut på stutt tid. Dermed kan ein finna hindringar på kort avstand med god oppløysing.

Over til detektorane i bilen. Korleis verkar dei? Eg kan jo røska ut sensorane for å finna ut av dette, men det er enklare og betre å ringja til han som leverte bilen. Bilseljarar er ein eigen rase. Dei hugsar oss. Han fortel meg at sensoren brukar ultralyd, som me alt har gissa, og er laga av ein japansk produsent. Eg takkar og googlar i jakta på eit applikasjonsnotat. Slike notat er ein underkjend litterær sjanger. Dei hjelper produsenten med å selja produkt ved å fortelja ingeniørar korleis dei kan nyttast i deira løysingar.

Sensoren det her er snakk om, er ein ultrasonisk transduser. Ultrasonisk betyr at lyden har høgare frekvens enn me kan høyra. Typisk verdi for ein ryggesensor er 68 kHz. Som me alt har sett, dess høgare frekvens ein vel, dess kortare avstandar kan ein måla. At det er ein transduser, vil seia at energi blir omgjord frå ei form til ei anna. I dette høvet mellom elektrisk og mekanisk. Sensoren kan både senda og ta imot lydsignal. Det er ein sonar (SOund Navigation And Ranging). Altså ein lydradar.

I hjartet av sensoren finn me det piezoelektriske elementet. Det er eit krystall som endrar dei elektriske eigenskapane når det blir utsett for trykk eller strekk. Krystallet er i utgangspunktet elektrisk nøytralt, men når ein pressar eller dreg det, endrar den indre molekylstrukturen seg slik at ein får ein polariseringseffekt og dermed elektrisk spenning over elementet. Motsett kan ein påføra elementet ei spenning og dermed endra forma. Dette kan nyttast til å laga høgfrekvente lydbølgjer. Elementet omformar varierande elektrisk spenning, vekselstraum, til lydbølgjer med same frekvens. Det kan også brukast motsett veg og omforma lydbølgjer til spenningsvariasjonar. Dei første piezoelektriske elementa blei utvikla under fyrste verdskrigen for å finna ubåtar. Piezoelektronikk blir i dag brukt på mange område, alt frå små motorar til frekvensreferansar i klokker og radioar.

Sensoren sender ut ein lydpuls som breier seg i lufta. Lydstrålen kan formast ved hjelp av eit horn. Typisk lagar ein ei elliptisk lydkjegle for ikkje å få refleksar frå bakken. Når lyden kjem tilbake, veit ein kor lang tid det er sidan han blei send ut, og dermed kan ein rekna ut avstanden til hindringa. Kor korte avstandar som kan målast, er fastsett av bølgjelengda til lyden og kor kort den sende lydpulsen kan vera. I mitt tilfelle med tjuefem centimeter betyr det cirka eit millisekund.

Sidan det også går føre seg ei viss direktekopling mellom sendar og mottakar, kan ein dessutan detektera hindringar i rørsle, fordi dette gjev fluktuasjonar i det blanda signalet på grunn av dopplereffekt. Dopplereffekten gjer den returnerte frekvensen høgare om noko kjem imot, og lågare om det går ifrå. Kor mykje endring det blir i frekvensen, kjem an på kor fort hindringa flyttar seg.

Kor høg er lyden som blir send ut? Eg ser at småkattane i nærleiken, som kan høyra desse frekvensane, skvett unna når eg set bilen i revers. I notatet les eg kvifor. Lydtrykket er 110 desibel over 0,0002 bar. 0,0002 bar er det minste lydtrykket, endring i lufttrykk, ein kan høyra. Desibel, i dette høvet, er eit uttrykk for forholdet mellom lydtrykk. 3 dB er ei dobling, 10 dB er ei tidobling og 100 dB ei timilliarddobling. 110 dB lydtrykk er omtrent som om ein skulle stå ved sida av eit jetfly. Kor følsam er den piezoelektriske mottakaren? Vel, sjølve elementet er tilnærma utan eigenstøy, så det er faktisk elektronikken rundt som avgjer det. Kva kan ein klara? Etter ein del rekning eg ikkje skal bry deg med, fann eg ut med god hjelp at ein kunna klara å fanga opp rundt 25 dB. Omtrent som lyden av ein mygg på ein sumardag.

Kva med ryggekameraet? Har eg fått det reparert? Vel, tilfellet gjorde at eg kom bort i kontrastknappen. No er alt i orden, men eg har litt problem med å koordinera det store sansetilfanget frå syn og høyrsel. Som vanleg har eg òg litt problem med å halda tritt med naboen. Bilen han har, er pepra med sensorar, slik at han parkerer seg sjølv.

Per Thorvaldsen

Per Thorvaldsen er førsteamanuensis i kommunikasjonssystem ved Høgskulen på Vestlandet.